JPS60139336A - 飲料液の濾過方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は飲料液の珪藻土濾過工程の改良された方法に関
するものである。

珪藻土濾過は今日に至るまで広く飲料液の濾過に採用さ
れており、その一般的な方法はｐ紙又は炉布等の多孔性
基材に珪藻土を水等の液体に分散懸濁させたものを通過
させて基材表面に珪藻土の微多孔層を形成させ、このよ
うにして形成された微多孔層を通して飲料液を濾過する
ものである。

珪藻土濾過は飲料液中に含まれる種々の懸濁物を除去し
、大量の飲料液を迅速に一過できるばかりでなく飲料液
中に逍加して分散される新たな珪藻土により形成される
新たな濾過面を必要に応じて生せしめることによって、
いわゆる単なる微多孔質ｐ紙等の表面−過と異なって目
づまりのない体積一過を効果的に行うことのできる優れ
た方法である０ しかし乍ら、珪藻土濾過もすべての面で完全ではなく、
幾つかの改良を要望される点が存在する。

例えば、濾過層の形成は往々にして完全でなく懸濁物の
洩れが生じ易い。特に、最初飲料液を流し初める時点で
、未だ珪藻土の濾過層の厚みが薄く、部分的に見れば厚
みの均一性にバラツキが生ずる為完全な濾過が期待でき
ない部分が存在する等の問題がある。また、珪藻土は繊
維状のｐ材と比較すれば相互のからみ合いと形態保持性
がそれほど充分ではないために、送液圧変動を小さくす
る必要がありプレコートを行った珪藻土懸濁液の清澄化
後に飲料液に切り替える際や又飲料液の夕／り切替えに
際する、タンク液面ヘッド差等に起因する液圧変動等も
往々にして珪藻土濾過の完全さを損なう原因となる。珪
藻土濾過のこれらの欠点を補うため種々の濾過助材が試
されてきた。中でも石綿は極めて微細な繊維束を有する
ため濾過層を形成した際の相互のからみ合いが良く信頼
性の高い微多孔層を形成するため飲料液の濾過に際して
屡々使用された。

しかし乍ら、近年石綿の発癌性等のため飲料液の濾過に
石綿は使用されなくなり、これに代替するために提供さ
れている種々の繊維材料は粗大であって微多孔性の層が
できない、嵩高く比重が小さいため緊密に充実した濾過
層が形成できない静穏々の欠点を有し、総合的に満足す
べき濾過助材たり得るものは無い。

特開昭４８−４８７７５号によればチタン酸カリウム繊
維を含有する流体透過性微孔性材料の製造方法が開示さ
れている。この発明によればチタン酸カリウム繊維は０
．６μｍより小さい直径と５／１〜８００／１の長さ対
直径の比（この比をアスペクト比と言う）を有するジチ
タン酸カリウムよシも高級なチタン酸カリウム繊維で６
って、該繊維材料は相互に接着されて微多孔性の流体透
過性徴多孔性材料を形成している。

しかしながら、上記チタン酸カリウム繊維を用いた場合
にも、珪藻土濾過の場合と同様に、液圧変動等により一
過が不完全になることがあり、又濾過効率の点でも不充
分である。

本発明者は、珪藻土を用いる飲料液濾過における前記問
題点を解決するため、特に上記チタン酸カリウム繊維及
びそれに加えて酸化チタン繊維を濾過助材として使用す
ることについて種々研究した結果、特定の酸化チタン繊
維又はチタン酸カリウム繊維を、飲料液珪藻土一過にお
ける濾過助材として用いることにより、はは完全な一過
ができ、又濾過効率も充分であることを見出し、本発明
を完成した。

即ち本発明は、液体に均一に懸濁された珪藻土を、多孔
性基材を通して該懸濁液を通過させることによシ多孔性
基材の一面に沈着させて微多孔層とし、形成された微多
孔層を濾過層として飲料液を濾過する方法に於て、平均
繊維長が５μｍ以上で且つアスペクト比が２０〜８ｏの
酸化チタン繊維又は（及び）６−チタン酸カリウムより
高級なチタン酸カリウム繊維を液体に均一に懸濁させ、
珪藻土懸濁液の通過に先立って、又は珪藻土と上記繊維
とが懸濁された状態で、ないしは珪藻土懸濁液の通過後
に多孔性基材を通して通過させることにより、上記繊維
と珪藻土とが混合又は積層された状態の微多孔層を形成
させることを特徴とする飲料液の濾過方法に係る。、 チタン酸カリウム繊維は、一般式に２０・ｎＴｉｏｇ若
しくはに２０・ｎＴｉＯ２・１／２Ｈ２０で示される単
結晶又は多結晶の針状繊維でｎが１．２．４．６．８．
１２等のものが知られている。ｎが２．４のものは、酸
化チタンの八面体連鎖とカリウムイオンが層状構造を形
成しておシ、カリウムイオンの移動性が大きく容易に該
イオンが抽出され、イオン交換性を示す。ｎが６．８の
ものは、酸化チタンの八面体が閉じたトンネル構造を形
成し、カリウムイオンはトンネル内に存在するため、イ
オンの移動性は小さく容易に抽出又はイオン交換を生じ
ない。ｎが４の４−チタン酸カリウム繊維をフラックス
法で作成し、これからカリウムイオンを抽出してｎがよ
シ高級な６及び８の化学量論的組成物となし、しかるの
ちこのものを焼成して６−チタン酸カリウム及び８−チ
タン酸カリウムのトンネル構造への変換をおこなうこと
ができる。また、４−チタン酸カリウムからカリウムイ
オンを塩酸等の無機酸又は酢酸等の有機酸を用いて、は
ぼ完全に抽出して酸化チタン繊維の一種であり、一般式
ＴｉＯ３・ｎＨ２Ｏ（式中、ｎは０＜ｎ≦７を示す）で
表わされるチタニャ水和物繊維が作成でき、更にチタニ
ャ水和物繊維を焼成して、−ｎが００アナターゼ繊維と
することもできる。これらはすべて公知の方法にて行う
ことができる。チタニャ水和物繊維は、４−チタン酸カ
リウムと同じ層状病造を有し、もとカリウムイオンの存
在した層間に水和プロトンがオΦソニウムイオンとして
置換されたものである。

これらの繊維の物理的な形態寸法は様々なものが得られ
るが、大別して平均繊維長５μη２以下の微細な繊維の
グループと平均繊維長が１０〜２０μｍ程度のグループ
の二連シのものが得られる。

また、形態的にはアスペクト比が１０以下の繊維と言う
よシも軍ろやや長い針状結晶のものとアスペクト比が２
０〜８０程度の繊維状のものとに区分された。

本発明に言う平均繊維長、及びアスペクト比は、下記の
ようにして測定、算出される。即ち、繊維０、ｌｐｐｍ
の水分散液１００　ｍｌを直径４０　ｍｍ、孔径０．２
μｍを有する東洋沖紙■製「メンブランフィルタ−」で
吸引濾過し乾燥後、金スパッターを施し走査型電子顕微
鏡で１０００〜２０００倍程度の倍率に拡大し、１視野
当シ１０本以上の繊維長及び繊維径を測定する。５視野
以上の平均値を算出し、平均繊維長／平均繊維径の比を
アスペクト比とする。

本発明においては、平均繊維長が５μｍ以上で、且つア
スペクト比が２０〜８０程度である６−チタン酸カリウ
ムよシ高級なチタン酸カリウム繊維又は（及び）酸化チ
タン繊維（上記チタニア水和物繊維若しくはアナターゼ
繊維だけでなくルチル繊維も含まれる）を用いる。その
理由を、清酒の一過を例にとって説明する。即ち清酒の
製造にお−では、清酒独特のいわゆる「てり」を出すた
め、仕上げの段階で活性炭を入れて色や臭いを除去し、
次りで活性炭を濾過することが行なわれているが、この
活性炭濾過を例にとって説明する。

小型のフィルタープレスにｐ紙をセットして珪藻土及び
上記各種の繊維を水に分散させ懸濁液をつくシこれらの
懸濁液をフィルタープレスを通して通過させ、ｐ紙への
プレコートを行う。次いで、清酒に活性炭を分散させ、
これを一定時間静置した上澄液を該プレコートされたフ
ィルタープレスを通して濾過し、炉液をそれぞれサンプ
リングして孔径０．２〜０．６５μｍの「メンブランフ
ィルタ−」（これは微多孔性表面フィルターである。）
で吸引濾過して活性炭の透過の有無を判定した。

濾過に際し、外乱因子として故意に液圧変化を与えたり
ポンプの停止と送液静穏々の条件でのテストをくり返し
行ったところ、珪藻土単独のプレコート層を有する場合
に比べて、明らかに上記特定のチタン酸カリウム繊維又
は酸化チタン繊維のプレコート層を併用した場合がフィ
ルター面の黒ずみが少い。チタン酸カリウム繊維又は酸
化チタン繊維の寸法に関して言えば５μｍ以下の平均繊
維長を有するグループ及びその形態がアスペクト比ｌＯ
以下のグループのもの（これらは同時に寸法５μｍ以下
でアスペクト比がｌθ以下のものである場合が多いが）
に関しては珪藻土単独の場合と比べ目立った改良効果は
認められなかった。

それに対して、寸法が５μｍ以上、特に１０〜２０μｌ
ｌｌ程度で、且つアスペクト比が２０〜８０程度のもの
については、極めて顕著な改良効果があり、使用世が、
これらのいずれの繊維においても、通常約７　Ｑ　Ｉ　
／　ｍ２程度以上のときは活性炭のフィルター面への洩
れは肉眼では全く観察されなかった。これは液圧変動を
与えたシいろいろな条件下で濾過テストを行っても変り
がなかった。

清酒では、一般に珪藻土濾過工程は、おり下げ工程に引
きつづいて行われ、上澄液の濾過が行われたのちはタン
ク底部に沈降したおシの濾過が為される。珪藻土濾過は
、極めて大切な工程で清酒の清澄さと色調や「てり」が
きまると共に味にも悪影響が与えられてはならない。従
って、使用される濾過助剤は、これらのすべての観点か
ら厳しく選別されるが、一方作業の容易さ、工程の安定
性、濾過効率（長時間の濾過作業において濾過速度の顕
著な低下を招かぬこと）及び−回のプレコートで（幾層
かのプレコートを形成することを含む）濾過することの
できる最大再処理液量等も同時に重要である。酒造メー
カーに於て、これらのすべての観点から長期間に亘る試
験の結果、上記特定のチタン酸カリウム繊維又は酸化チ
タン繊維は、珪藻土一過工程の濾過助剤として極めて優
秀であることが判った。

本発明における珪藻土としては特に限定されることなく
、この分野で用いられているものをいずれも使用できる
。代表的なものとして、例えばジョンズマンビル社の「
セライト」がラシ、粒子の細いＪ［ｌＣｒフィルターセ
ル」、［スタンダードスーパーセル」、「ハイフロース
−パーセル」、「セライト５８６」、「セライト５４５
」等がある。

砂礫土は、通常鉄イオン等の不純物を含んでいるので、
酸洗いしてから使用するのが好ましい。又珪藻土の粒度
は、特に限定されないが、通常０．１〜１００μｍ程度
とするのが好ましい。

本発明における濾過基材としては、公知のものをいずれ
も使用でき、具体的には、例えばコツトン、合繊等によ
って形成した一紙、炉布等を挙げることができる。

本発明においては、珪藻土１００重量部に対して、チタ
ン酸カリウム繊維を９０〜１８０重量部程度、又は珪藻
土２００重量部に対して、酸化チタン繊維を７０〜１５
０重量部程度の割合いで組合せして使用するのが好まし
い。この場合、濾過基材上に１８０〜８５０ｆ／ｍ２程
度コーティングしたとき、濾過流量６１１　／　ｍ”／
　ｍｉｎ程度以上、最大再処理液量４５　ｋ１以上、炉
液の濁度６以下という実用的に優れた濾過効率が得られ
る。上記組合せよりチタン酸カリウム繊維又は酸化チタ
ン繊維の混合量が少ない場合は、−過流量は多いが濁度
が高く、又チタン酸カリウム繊維又は酸化チタン繊維の
混合量が多すぎる場合は、濁度は低くなるが濾過流量が
小さくなり実用上いずれの場合も好ましいものとは言え
ない。

尚、４−チタン酸カリウム繊維については試験濾過を行
ったところ、罪過中にカリウムイオンの溶出が認められ
た。清酒中にはもともとカリウムイオンが存在するため
、大量の清酒を濾過する製造工程ではそれほど味等に影
響を与えるものではないが、濾過液量が少量の場合には
無視できないことが判った。また、ビール、ワイン、ウ
ィスキー等の飲料液の濾過においては、いずれも濾過工
程前後のイオン成分の変化は好ましくない現象であり、
２−チタン酸カリウム、４−チタン酸カリウム等低級の
チタン酸カリウム繊維は、珪藻土濾過において飲料液の
が過に使用するには不適当であることがわかった。これ
に対し、６−チタン酸カリウム及び８−チタン酸カリウ
ムとチタニャ水和物繊維及びアナターゼ繊維は、そのよ
うなことがなく、適切な素材であることがわかった。

飲料液の珪藻土濾過を行っている現場では、プレコート
の層の構成及びそれぞれの材料によるプレコートの順序
は、場合により様々である。例えば最初にやや粗い珪藻
土をプレコートし、次鎖で中程度のもの、最後に細かい
珪藻土をコーティングする等の多層形成の技術が実際に
採用されている。

本発明においては、前記特定の酸化チタン繊維又はチタ
ン酸カリウム繊維と珪藻土とが混合又は積層された状態
となれば良い。

６−チタン酸カリウムよシ高級なチタン酸カリウム繊維
、及び水利チタニャ繊維、アナターゼ繊維等の酸化チタ
ン繊維は、単層として珪藻土と共に水等に分散した懸濁
液からｆ紙、炉布等の基材にプレコートして使用するこ
とができる。また、これらの繊維は、珪藻土と混合せず
、珪藻土のコーティングに先立って、Ｆ＃、炉布等の基
材底面にプレコートしても良く、珪藻土のプレコートの
後からこれらの繊維をコーティングしても良く、又珪藻
土の眉間にこれらの繊維が層として介在するようにプレ
コートされても良い。いずれの場合にも、前述の通シ、
６−チタン酸カリウムより高級なチタン酸カリウム繊維
又は（及び）酸化チタン繊維であって、その寸法、形態
が、長さ５μｍよシも大きな平均繊維長を有し、且つア
スペクト比が２０〜８０のものを、通常’１０１７ｍ”
Ｊｄ上程度使用して、珪藻土と併用することによシ、渥
過層がくずれにくくなシ、濾過もほぼ完全となシ、極め
て安定した望ましい濾過結果を得ることができる。この
場合、前述の通プ、珪藻土の種類、使用量はとくに制限
されるものでなく、飲料液の種類や製造メーカーの固有
の技術によって選択された銘柄、使用量が選ばれる。一
般的に、６−チタン酸カリウムより高級なチタン酸カリ
ウム繊維又は（及び）酸化チタン繊維の併用によって砂
礫土の使用量は少なくすることができるが、砂礫土の使
用量は、通常１００ｇ／ｍ２ｓ度以上、少なくとも５０
　ｆ　／ｍ２程度以上とするのが好ましい。珪藻土は、
通常はじめに上記の量プレコートして濾過を開始するが
、−過少における飲料水中の分散、懸濁成分による目づ
まり防止のため、適宜飲料水に添加分散して追加のコー
ティングを行っても良い０ ６−チタン酸カリウムよシ高級なチタン酸カリウム繊維
と水利チタニャ繊維、アナターゼ繊維等の酸化チタン繊
維（勿論、酸化チタン繊維は、ルチル繊維であってもよ
い）はそれぞれ単一種類の化学組成、構造、寸法及び形
態のものを使用してもよいが、場合によっては上記の異
なった種類のものを併用しても良い。併用の仕方は二種
以上の異なった上記繊維を混合して１つ以上の層を形成
しても良いが、例えば寸法の異なった繊維を２層以上順
に砂礫土を介在させるか又は介在させないで層形成を行
っても良−０繊維寸法、形態の異なった６−チタン酸カ
リウムよシ高級なチタン酸カリウム繊維又は（及び）酸
化チタン繊維が併用される場合、或いは繊維の製造方法
に起因して繊維寸法や形態が著しく広い分布を有する繊
維が使用される場合には、その主たる部分は平均繊維長
５μｍ以上、アスペクト比が２０〜８０でなければなら
ないが、一部これらの形状寸法から外れた繊維が存在す
ることは実用上差支えない。

コツトン、リンター等の天然セルローズ繊維、レーヨ／
、キュプラ等の再生セルローズ繊維、パルプ繊維やフィ
ブリッド等の合成パルプ繊維は、濾紙、炉布の表面に補
助的な層を形成する目的で使用されるが、これら及びそ
の他の一過助剤、例えばガラス繊維等も本発明の濾過を
行ううえで、いかなる態様にせよ併用することは差支え
ない。

本発明の改良された飲料液の珪藻土濾過は、清酒、ビー
ル、ワイン等の醸造酒、ウィスキー、ブランデー、焼酎
等の蒸溜酒の製造工程に特に適しているが、非アルコー
ル性のその他の飲料液の一過にも極めて有用である。こ
れらの飲料液の濾過工程は最近種々の優れた一過材料例
えばサブミクロ／の超微多孔質の極めて均一な孔径を有
する濾紙やセラミック・フィルターが実用に供されてい
るにも拘らず、依然として珪藻土濾過がその最も重要な
位置付けを失っていない。また、珪藻土濾過は、上記の
精密な濾過に先立ってほとんどのにごりを戸別するため
の主要な濾過として実施されている。例えば、ビールの
製造においては、珪藻土濾過の後にこうは菌やその他−
切の細菌を除去して非加熱で保存性のよい生ビールを製
造するために、高価な超微多孔質のフィルターを使用し
ているが、このフィルターは表面フィルターであるため
、珪藻土濾過が常に完全に、再現性良く行われないとす
ぐに目づまりＫよる濾過速度の低下や寿命の短縮を招く
。本発明の改良された砂礫土一過には、プレコート層中
に少なくとも一層の均一微細で且つくずれにくい繊維層
を形成しているため、ビール等の珪藻土Ｆｉ過が極めて
安定化し、超微多孔質フィルターの濾過効率を　下させ
ず一定した長寿命化を達成させる効果もある。

以下本発明の実施態様と作用効果を実施例により説明す
る。

実施例１ 濾紙型の内外食品■製「ダイナミックフィルター」を使
用し、清酒の濾過工程における６−チタン酸カリウム繊
維（大域化学薬品（へ）製、「テイスモ−ＤＪ、直径０
．２〜０．５ｐｍ１長さ１０〜２０μｍ、アスペクト比
４０〜６０）と珪藻土（■今野商店製、「スーパーライ
ト１号」）よシなる濾過層をプレコートし清酒のｐ過流
量と得られた清酒の濁度を測定した。その結果（第１表
）、珪藻土ｔｏｏｇ、’ｍ２に対し、チタン酸カリウム
繊維９０〜１８０ｆ／ｍ２が実用上最適なｐ過材である
ことがわかった。

第　１　表 実施例２ 三和■製「ショートレスフィルター」（濾紙型）を使用
し、清酒の一過工程におけるチタニャ水和１ 物恒維（Ｔｉ０ｇ・４　Ｈ２０）　（大塚化学薬品■試
作品、直径０．５μｍ、長さ１２μｍ％アスペクト比２
４）と珪藻土（■合計商店製、「スーパーライト１号」
）よりなる濾過層をプレコートし、清酒の渥過流量と得
られた清酒の濁度を測定した。その結果（第２表）、珪
藻土２００９　／　ｍ２に対し酸化チタン繊維７０〜１
５０　ｆ　／　ｎｚ”混合した濾過層が最も良い。

性能を示した。

第２嵌 （以上）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　液体に均一に懸濁された砂礫土を、多孔性基材を通
   して該懸濁液を通過させることにより多孔性基材の一面
   に沈着させて微多孔層とし、形成された微多孔層を濾過
   層として飲料液を濾過する方法に於て、平均繊維長が５
   μｍ以上で且つアスペクト比が２０〜８０の酸化チタン
   繊維又は（及び）６−チタン酸カリウムより高級なチタ
   ン酸カリウム繊維を液体に均一に懸濁させ、珪藻土懸濁
   液の通過に先立って、又は珪藻土と上記繊維とが懸濁さ
   れた状態で、ないしは珪藻土懸濁液の通過後に多孔性基
   材を通して通過させることにより、上記繊維と砂礫土と
   が混合又は積層された状態の微多孔層を形成させること
   を特徴とする飲料液の濾過方法。 ■　砂礫土１００重量部に対して、６−チタン酸カリウ
   ムより高級なチタン酸カリウム繊維を９０〜１８０重量
   部用いる特許請求の範囲第１項に記載の濾過方法。 ■　珪藻土２００重量部に対して、酸化チタン繊維を７
   ０〜１５０重量部用いる特許請求の範囲第１項に記載の
   濾過方法。 ■　天然若しくは再生セルローズ繊維又は（及び）合成
   繊維の懸濁液から形成された濾過層を補助的に併用する
   特許請求の範囲第１項乃至第８項に記載の濾過方法。